Un equipo liderado por investigadores do Instituto Andaluz de Ciencias da Terra (IACT), centro do CSIC e a Universidade de Granada, desenvolveu un biomaterial baseado nunha membrana cunha cara externa mineralizada, que induce á formación de novas células óseas, e unha cara interna sen mineralizar, que actúa como barreira fronte a unha indesexada invasión celular desde o tecido xinxival circundante cara á zona de formación do óso.
Os resultados foron publicados na revista Biomaterials Advances e tanto o material resultante como as súas aplicacións foron protexidos mediante patente en España, ao mesmo tempo que se iniciou o proceso para a súa protección internacional.
A membrana do ovo é un material biopolimérico singular formado por fibras de coláxeno (tipo I, V e X) e recuberta de proteínas da clara, proteínas da matriz da casca e carbohidratos como glucosaminoglicanos e ácido hialurónico.
A membrana do ovo está formada por fibras de coláxeno e recuberta de proteínas da clara, proteínas da matriz da casca e carbohidratos como glucosaminoglicanos e acedo hialurónico
Ademais, na súa cara externa, a membrana presenta unhas estruturas denominadas mamilas, compostas de proteoglicanos, unhas moléculas que actúan como centros de nucleación (cambio de estado polo que se forman corpos sólidos a partir dunha fase líquida previa) de carbonato cálcico, o compoñente mineral da casca.
O dobre papel da membrana
A composición e función das caras externa e interna da membrana son diferentes. Mentres a cara externa promove a nucleación de carbonato cálcico e por tanto a formación da casca; a interna, que está en contacto coa xema e a clara, inhibe a formación do mineral. As aves aproveitan este dobre rol da membrana para formar o resistente material de casca de ovo: unha coraza de carbonato cálcico que protexe ao embrión de agresións externas e, ao mesmo tempo, permítelle eclosionar facilmente desde o seu interior.
Esta dualidade demostrou ser unha característica prometedora, explotada neste traballo, para o desenvolvemento dun material biohíbrido con futuras aplicacións en rexeneración ósea guiada, usada en odontoloxía para promover a rexeneración de óso mandibular, e recubrimento pulpar.
O novo biomaterial consta dunha membrana de casca de ovo de galiña, recuberta na súa cara externa por nanocristais de fosfatos de calcio (fase apatito), preservando a súa cara interna sen mineralizar. Os fosfatos de calcio son un grupo de minerais que conteñen ións de calcio e fosfato na súa composición, e cristalizan en diferentes fases, entre elas a fase apatito, que é o principal compoñente mineral dos nosos ósos e dentes.
O biomaterial consta dunha membrana de casca de ovo de galiña, recuberta na súa cara externa por nanocristais de fosfatos de calcio
“Usamos unha técnica denominada ‘cristalización por difusión de vapor’, que persegue a precipitación de nanocristais de apatito con características similares ao apatito do óso que se pretende rexenerar. O biomaterial obtido é pois bifuncional, osteoindutor na cara externa e barreira fronte á invasión celular na cara interna, podendo substituír os actuais materiais empregados en rexeneración ósea guiada, é dicir, a suma dunha membrana máis un enxerto óseo”, indica Jaime Gómez Morales, do Laboratorio de Estudos Cristalográficos do IACT e investigador principal do estudo.
“A membrana na súa cara externa é, polo tanto, afín aos tecidos mineralizados e na súa cara interna afín aos tecidos brandos e, ademais, é reabsorbible, agrega.
Os traballos in vitro confirmaron que o material de membrana de ovo recuberto con apatito ten propiedades mecánicas melloradas respecto á propia membrana, biocompatibilidade e capacidade de estimular o crecemento e desenvolvemento de células formadoras de óso, incluíndo a diferenciación osteoxénica de células nai mesenquimales (importantes para fabricar e reparar tecido óseo).
Os ensaios ‘in vitro’ demostraron biocompatibilidade e capacidade de estimular o crecemento e desenvolvemento de células formadoras de óso
Estas propiedades son clave para determinar o potencial de aplicación clínica do material conseguido neste estudo e son garantes para avanzar na investigación do mesmo. Deste xeito, o material pode ser tamén utilizado para a rexeneración de lesións doutros ósos do corpo.
Traumatoloxía e odontoloxía rexenerativa
“No caso de recubrimento pulpar, o biomaterial de membrana recubre unha exposición accidental da pulpa dental, co obxectivo de preservar a vitalidade do dente. Na actualidade, os materiais utilizados para o recubrimento pulpar están compostos a base de hidróxido de calcio, silicatos de calcio e resinas compostas, presentando limitacións na súa aplicación clínica debido á súa incompatibilidade composicional cos tecidos dentais”, explica Gómez Morales.
O material contén fosfatos de calcio (apatito) que son os mesmos compoñentes presentes nos tecidos dentais, como a dentina ou o esmalte
Segundo o investigador, o novo material, en cambio, “contén fosfatos de calcio (apatito) que son os mesmos compoñentes presentes nos tecidos dentais, como a dentina ou o esmalte. Isto convérteo nunha opción prometedora e compatible para a rexeneración pulpar”.
O equipo está a traballar na mellora das propiedades do biomaterial para a súa aplicación en campos médicos como a traumatoloxía e a odontoloxía regenerativa”.
